Роботы на колёсном ходу

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УРОКА

Образовательная организация: ГБОУ Школа № 1362
Учитель: Ахметов Рустам
Дата проведения:
Класс: 6

ЦЕЛЕВОЙ БЛОК

Модуль: Мобильная робототехника
Тема урока: Роботы на колёсном ходу
Цель урока: Создать условия для формирования представлений о различных типах колесных систем роботов, их особенностях и применении через сравнительный анализ конфигураций для разных условий эксплуатации.

Планируемые результаты:

Предметные:

Знание основных типов колесных систем роботов (дифференциальный привод, Аккерман, всенаправленные колеса)
Понимание преимуществ и недостатков различных колесных конфигураций
Умение подбирать оптимальный тип колесной системы для конкретной задачи

Метапредметные:

Регулятивные УУД: умение сравнивать и анализировать технические решения, делать обоснованный выбор
Познавательные УУД: умение систематизировать информацию, выявлять причинно-следственные связи между конструкцией и характеристиками
Коммуникативные УУД: умение аргументировать свою точку зрения, участвовать в дискуссии

Личностные:

Развитие технического мышления и аналитических способностей
Формирование интереса к инженерным решениям
Воспитание критического подхода к выбору технических средств

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ БЛОК

Задачи урока:

Образовательные:

Изучить основные типы колесных систем роботов
Рассмотреть физические принципы работы различных колесных конфигураций
Сформировать представление о критериях выбора колесной системы для конкретных задач

Развивающие:

Развивать умение анализировать технические системы
Формировать навыки сравнения и классификации
Развивать пространственное мышление и интерес к инженерным решениям

Воспитательные:

Воспитывать аккуратность и внимание к деталям
Формировать культуру технического мышления
Развивать коммуникативные навыки при работе в группах

Тип урока: Комбинированный (теория + практика)

Учебно-методическое и материально-техническое обеспечение:

Компьютер, проектор, экран
Презентация по теме “Типы колесных систем роботов”
Демонстрационные модели роботов с различными типами колесных систем
Видеоматериалы с примерами движения роботов разных типов
Раздаточный материал для аналитической работы
Наборы различных колес (стандартные, всенаправленные, меканум)

ОРГАНИЗАЦИОННО-ДЕЯТЕЛЬНОСТНЫЙ БЛОК

Образовательные технологии:

Проблемное обучение
Технология развития критического мышления
Групповая работа
Сравнительный анализ

Межпредметные связи:

Физика: Особенности колесного движителя, трение качения, проходимость по разным поверхностям
Математика: Расчет кинематики колесных систем, геометрия расположения колес
Информатика: Алгоритмы управления разными колесными системами
Технология: Конструкционные особенности различных колесных платформ

Основные понятия: Колесная база, дифференциальный привод, схема Аккермана, всенаправленные колеса, омни-колеса, меканум-колеса, голономная система, неголономная система, радиус поворота, маневренность, проходимость, коэффициент трения качения

Этап урока	Деятельность учителя	Деятельность ученика	Планируемые результаты предметные	Планируемые результаты УУД
1. Организационный момент (2 мин)	Приветствует учащихся, проверяет готовность к уроку. Создает мотивацию: “Сегодня мы будем изучать, как роботы передвигаются на колесах - от простых тележек до сложных всенаправленных систем”	Готовятся к уроку, настраиваются на работу	-	Регулятивные: самоорганизация
2. Актуализация знаний (5 мин)	Задает вопросы: “Какие типы транспортных средств на колесах вы знаете?”, “Каким образом автомобиль поворачивает?”, “Почему у разных видов транспорта разное количество колес?”	Отвечают на вопросы, приводят примеры из жизни, актуализируют знания о транспортных средствах	Актуализация представлений о колесных транспортных средствах	Познавательные: извлечение имеющихся знаний Коммуникативные: формулирование мыслей
3. Изучение нового материала (15 мин)	Объясняет основные типы колесных систем роботов, демонстрирует презентацию: 1) Дифференциальный привод - схема, принцип работы, преимущества и недостатки 2) Система Аккермана - схема, принцип работы, применение 3) Всенаправленные колеса - конструкция, возможности движения. Демонстрирует модели или видео с примерами движения роботов с разными колесными системами	Слушают, делают записи, зарисовывают схемы расположения колес различных типов, задают вопросы	Формирование знаний о типах колесных систем, их принципах работы и областях применения	Познавательные: анализ информации, установление закономерностей Коммуникативные: умение задавать вопросы
4. Физкультминутка (2 мин)	Проводит короткую динамическую паузу: “Давайте представим, как движутся различные колесные системы” - предлагает имитировать движения	Выполняют физические упражнения, имитируя движения разных типов роботов	-	Регулятивные: переключение внимания
5. Практическая работа (15 мин)	Организует групповую работу. Делит класс на группы (3-4 человека). Задание: “Провести сравнительный анализ колесных конфигураций для разных условий эксплуатации”. Каждой группе выдает таблицу для заполнения с параметрами: маневренность, проходимость, сложность управления, устойчивость, энергоэффективность. Предлагает проанализировать применимость разных колесных систем для: движения по пересеченной местности, узких коридорах, перемещения тяжелых грузов, высокоскоростного движения.	Работают в группах, заполняют сравнительную таблицу, обсуждают преимущества и недостатки каждой системы для разных условий, аргументируют свой выбор. При необходимости обращаются к дополнительным материалам.	Умение сравнивать и анализировать различные колесные системы, понимание их применимости для разных задач	Регулятивные: планирование деятельности Познавательные: сравнение, классификация Коммуникативные: работа в команде
6. Представление результатов (8 мин)	Организует представление результатов работы групп. Модерирует обсуждение, задает уточняющие вопросы, помогает сделать обобщения.	Представители групп озвучивают результаты анализа, аргументируют выбор оптимальных конфигураций для разных условий, отвечают на вопросы	Закрепление понимания преимуществ и недостатков различных колесных систем	Коммуникативные: презентация результатов, аргументация Познавательные: обобщение информации
7. Рефлексия и подведение итогов (3 мин)	Подводит итоги урока, задает вопросы: “Какая колесная система наиболее универсальна?”, “С какими трудностями можно столкнуться при проектировании робота на колесах?”, “Где в реальной жизни вы встречали примеры изученных сегодня систем?”	Отвечают на вопросы, делятся мыслями о полученных знаниях, оценивают свою работу на уроке	Осознание применимости знаний о колесных системах	Регулятивные: оценка результатов Познавательные: рефлексия

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Базовый уровень:

Подготовить краткое сообщение об одном из реальных роботов на колесном ходу (указать тип колесной системы и обосновать этот выбор)
Составить таблицу “Преимущества и недостатки” для одного из типов колесных систем

Повышенный уровень:

Разработать концепцию робота с колесной системой для решения конкретной задачи (например, доставка грузов в помещении, движение по песчаной поверхности)
Выполнить схематичный чертеж предложенной колесной системы с указанием расположения и типа колес

ОЦЕНИВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Критерии оценивания практической работы (сравнительного анализа):

Полнота анализа типов колесных систем (1-5 баллов)
Корректность определения преимуществ и недостатков (1-5 баллов)
Обоснованность выбора системы для конкретных условий (1-5 баллов)
Логичность и структурированность представленной информации (1-5 баллов)
Качество оформления таблицы сравнительного анализа (1-5 баллов)

Шкала оценивания:

“5” - 21-25 баллов
“4” - 16-20 баллов
“3” - 10-15 баллов
“2” - менее 10 баллов

ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

По итогам урока учащиеся должны:

Знать:

Основные типы колесных систем роботов
Принципы работы дифференциального привода, системы Аккермана и всенаправленных колес
Физические особенности колесного движителя
Критерии выбора колесной системы для разных условий эксплуатации

Уметь:

Различать типы колесных систем роботов
Анализировать преимущества и недостатки разных колесных конфигураций
Выбирать оптимальный тип колесной системы для конкретной задачи
Обосновывать свой выбор с учетом условий эксплуатации

Владеть:

Навыками сравнительного анализа технических систем
Терминологией в области колесных систем роботов
Способностью критически оценивать технические решения

Дополнительные материалы к уроку:

Схемы различных колесных конфигураций
Таблица сравнения характеристик разных типов колесных систем
Видеофрагменты с примерами движения роботов с разными колесными системами
Технические характеристики различных типов колес (стандартных, всенаправленных)
Глоссарий терминов по колесным системам роботов